[发明专利]一种温室大棚环境自动控制系统

权利要求书

1.一种温室大棚环境自动控制系统，其特征在于，包括动作模块、运算模块、通信模块和数据采集层；

所述采集控制层包括数据采集模块和数据处理模块，数据采集模块用于采集温室大棚环境的实时数据，数据处理模块用于采用动态规划加回溯的复合算法对温室大棚环境的实时数据进行运算预处理；

所述通信模块用于将预处理后的实时数据发送到运算模块；

所述运算模块用于通过自我学习程序，对实时数据进行学习训练并对实际控制做出反馈和干预；

动作模块包括远程各个动作单元，用于对数据处理分析结果进行具体的控制实施。

所述自我学习程序包括以下程序步骤：

数据采集与预处理：分别采集温室大棚所处环境的温度、湿度、土壤养分浓度、土壤PH值和农作物的反射光谱，然后对所采集的数据进行预处理；

(1)、建立学习网络，所述学习网络的数学模型和自学习公式为：

x(k)＝f(W¹u(k+1)+W³x_c(k-1))

x_c(k)＝x(k+1)+α*x_c(k)

y(k)＝g(W²x(k+1)+W¹u(k-1))

式中，u(k)为学习程序输入节点的输入值，x(k)为学习程序运算节点的输出值，y(k)为学习程序输出节点的输出值，x_c(k)为反馈控制节点的控制变量，W¹、W²、W³分别为学习程序的输入节点到运算节点、运算节点到输出节点、输出节点到反馈控制节点的连接权值，g()为输出节点的传递函数，f()为运算节点的传递函数；α为控制调节权值；k为输入数值序号；

(2)、对采集到的温室大棚环境数据进行运算，得到样本值；

(3)、初始化学习程序权值，在学习程序模型中输入样本值；

(4)、计算输入节点、运算节点、输出节点和反馈控制节点的值；

(5)、计算学习程序的函数误差并更新学习程序的权值，对学习程序进行原始训练，完成学习程序的自我的学习；

(6)、判断更新后的权值是否满足设定的精度或训练次数，并通过训练好的学习程序模型进行实际环境控制演练预测，合格后，进行实际控制。

2.根据权利要求1所述的温室大棚环境自动控制系统，其特征在于，所述通信模块采用工业以太网或者ZigBee技术进行数据传输。

3.根据权利要求1所述的温室大棚环境自动控制系统，其特征在于，所述动作模块包括环境调整模块、环境资料查询模块、物料统计模块、历史数据查询模块、曲线生成模块和环境数据波动评价模块；

所述环境调整模块用于调用自我学习程序计算温度、湿度、土壤养分浓度、土壤PH值和农作物的反射光谱的反馈值参数，并下达各类参数和指令进行远程自动控制；

所述环境资料查询模块用于连接数据库查询最佳配比的温度、湿度、土壤养分浓度、土壤PH值和农作物的反射光谱等参数；

所述物料统计模块用于在一个植物生长周期内对所消耗的物料进行统计；

所述曲线生成模块用于对大棚中的实际环境参数和最佳环境参数进行对比曲线显示；

所述环境波动评价模块用于对实际环境参数调整的波动变化进行分析。

4.根据权利要求1所述的温室大棚环境自动控制系统，其特征在于，所述动作模块还包括报警设置模块、报警统计模块和报警日志模块；所述报警提示模块用于对自我学习程序的控制动作进行控制开始报警、控制中断报警、设备操作故障报警以及通讯故障报警进行提示；所述报警统计模块用于对各类报警信息进行统计；所述报警日志模块用于对报警信息进行记录和追踪。